钙钛矿技术加速产业化 标准体系亟待完善

  在光伏行业整体面临降本与结构性竞争压力的背景下,钙钛矿作为新一代光伏技术路线受到高度关注。


  今年以来,钙钛矿光伏技术迎来产业化落地的重要阶段。京山轻机日前宣布钙钛矿光伏设备实现批量交付,成为国内率先具备规模化供货能力的设备企业之一。与此同时,多条百兆瓦级生产线陆续建成并进入调试或投运阶段,钙钛矿电站项目实现兆瓦级持续运行,部分示范电站已稳定发电接近两年。业界认为,随着技术路径逐步清晰、设备和材料成本下降、标准化体系同步推进,钙钛矿技术正进入商业化验证期。


  在光伏行业整体面临降本与结构性竞争压力的背景下,钙钛矿作为新一代光伏技术路线受到高度关注。当前,行业技术迭代方向已从传统晶硅效率提升转向以钙钛矿及钙钛矿叠层为代表的新材料结构创新。在国家“双碳”目标及全球能源转型趋势推动下,这一新兴技术路线被视为推动光伏产业从“效率竞争”迈向“结构创新”的关键力量,其产业化进展成为观察光伏技术未来动向的重要窗口。


  技术路线分化加速


  钙钛矿技术作为新一代光伏电池核心路线之一,正从实验室“效率纪录竞争”逐步转向“量产效率与稳定性并重”。今年以来,钙钛矿单结与钙钛矿叠层两大路径同步推进,形成多技术路线并行发展的格局。


  TüV莱茵大中华区太阳能服务首席技术专家高祺指出,光伏电池技术发展方向正在发生结构性变化,在以TOPCon和HJT为代表的晶硅钝化技术逐步趋于成熟后,新材料结构成为行业实现效率突破的重要方向,其中钙钛矿技术已具备产业化验证基础,并在效率提升方面展现显著潜力。


  极电光能联合创始人、总裁于振瑞表示,钙钛矿作为材料体系具备低温制备、可溶液加工、高光吸收系数等特性,能够突破晶硅材料效率上限,为行业提供新的增长空间。他指出,当前钙钛矿技术路线主要分为单结和叠层两大方向,叠层路线又包含组件级四端结构和电池级两端结构。其中,单结技术成熟度最高,已在兆瓦级电站实现应用,是多数初创企业的主要选择;叠层路线则更适用于面积受限、高价值场景,预计在四五年内实现商业化应用。


  从技术特性来看,单结钙钛矿产品成本更低、具备柔性和半透明优势,在建筑光伏一体化、车载光伏等新型场景具备不可替代性。而钙钛矿/晶硅叠层技术通过封装或沉积方式实现电池层结构叠加,可提升整体效率水平,为行业实现更高效率极限提供路径。


  在业内人士看来,未来光伏产业竞争中,钙钛矿将不仅是“替代路线”,更是“增量路线”,能够通过与晶硅结合创造新的技术门槛,推动光伏技术范式转换。不过,只有实现效率、稳定性、成本三者的平衡,钙钛矿技术才能在未来光伏市场中形成可持续竞争优势。


  产线与示范项目同步推进


  钙钛矿技术从实验室走向产业化的进程明显加快,核心体现在设备供给能力的形成、百兆瓦级生产线陆续投运以及兆瓦级电站持续验证三方面。


  于振瑞透露,极电光能150兆瓦中试线自2022年底建成以来,已连续运行近三年,产品良率稳定在95%左右;其吉瓦级产线的一期项目已于2025年初投产,经过半年的产能爬坡与工艺调试,目前已正式出货,良率保持在约90%。


  在下游应用方面,钙钛矿电站示范项目呈现出由“点状试验”向“场景化验证”转变的趋势。于振瑞介绍,目前已投运的钙钛矿电站中,单体规模达到兆瓦级,运行时间最长接近两年。近期华能集团投运5兆瓦地面电站,是目前国内最大的全钙钛矿地面电站项目。此外,今年内还将有多个项目陆续建成,包括国电投大庆基地8.58兆瓦项目及无锡6.8兆瓦分布式项目,预计明年将出现单体10兆瓦级电站。这些项目的持续运行,为技术稳定性和发电性能提供了长期数据支撑。


  不过,从产业链视角看,钙钛矿技术仍处于商业化验证初期。业内判断,钙钛矿产业化正处于由“技术可行”向“商业可行”过渡的关键阶段。在当前市场环境下,企业纷纷加快布局产线,构建从设备制造、材料供应到组件封装的一体化产业链体系,以抢占先发优势。随着装机规模逐步扩大、成本持续下降,钙钛矿有望在未来三年内进入产业规模化阶段,形成从中试示范向商业化应用的实际迈进。


  标准体系亟待完善


  技术创新要实现商业化落地,必须建立统一的标准体系。今年以来,钙钛矿技术标准制定工作明显提速,成为行业关注重点。


  TüV莱茵全球电力电子产品服务副总裁兼大中华区太阳能与商业产品服务副总裁李卫春表示,钙钛矿材料与传统晶硅组件在结构及工艺方面具有明显差异,现有的检测认证体系已无法完全适用新材料技术,必须通过制定专门标准来确保技术评估的科学性与测量结果的一致性。他指出,光伏技术的发展高度依赖测试手段的进步,标准化工作不仅是产业化的基础,更是推动技术迭代的重要支撑。


  目前,TüV莱茵已联合行业龙头企业成立钙钛矿技术应用推广联盟,并推动相关标准于去年年底至今年初完成制定,涵盖性能测试、温度系数、弱光表现等技术参数,同时建立针对可靠性验证的认证体系。于振瑞介绍,公司正与行业机构共同参与中国光伏行业协会在新疆昌吉组织的标准会议,推动钙钛矿专项标准纳入行业标准体系,确保新技术在推广过程中有章可循。


  从国际视角看,钙钛矿标准制定已成为全球技术竞争的新焦点。于振瑞指出,我国在钙钛矿产业化方面已形成领先优势,需要及时将技术优势转化为标准优势。因此,他呼吁行业各方加强协同,特别是有TüV莱茵这样的国际第三方机构的参与,推动我国在国际标准制定中取得主动权,巩固全球竞争地位。


  业内一致认为,钙钛矿标准体系的构建不仅关系到技术推广的效率,也将直接影响市场准入、产品认证以及金融机构对电站项目的投资信心。随着标准的逐步落地,将为钙钛矿技术在不同场景下应用提供权威评估依据,推动技术走向大规模、规范化发展。(记者 董梓童)


  转自:中国能源报


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